高强度混凝土介绍简介PPT课件下载推荐.pptx
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从上世纪60年代开始,美国、挪威等国家大量使用强度为41MPa的混凝土,1965年采用52MPa的,1982年达到75MPa,并试用76.6MPa的,1987年使117MPa的,1988年跃为133MPa。
现在已经出现了在现浇整体和预应力钢筋混凝土结构中大量采用140MPa混凝土的可能性。
美国混凝土协会363委员会于1984年发表高强混凝土科技发展现状-文,对高强混凝土发展起了推动作用。
1972年在芝加哥首先建成柱计算抗压强度62MPa的40层建筑。
同期,在澳大利亚墨尔本、加拿大多伦多及蒙特利尔、法国巴黎、德国法兰克福等城市,都在高层建筑中使用了强度为55120MPa的混凝土。
另外,美国、日本、加拿大于19701986年,在公路、铁路桥梁中使用了41.478.6MPa的混凝土。
挪威于从19871993年在北海大量使用76.783.8MPa的混凝土修筑海上采油平台。
高强混凝土研究应用概况,混凝土高强化进程,国内:
我国在20世纪70年代初开始了对现代高强混凝土(掺加高效减水剂的高强混凝土)的研究。
这期间清华大学的陈肇元教授、大连理工大学的赵国藩教授,以及重庆建筑大学、沈阳建筑工程学院等院校的研究人员对于高强混凝土柱的抗震性能作了大量的研究工作,并作了大量的试验这些试验大多集中在混凝土强度、轴压比、配箍率等因素对构件延性的影响,至于高强钢筋作横向箍筋和纵筋对构件的延性和强度的影响研究得比较少,因此需要进一步研究。
我国曾于1987和1990年先后在柳州、福州召开了两次非正式的高强混凝土技术会议,其后于1991年8月,高强混凝土委员会正式成立,促进了这一技术的发展,使我国在高强混凝土的研究和应用方面逐步缩小了与发达国家的差距。
在我国推广应用高强混凝土已有了良好的基础和初步的发展。
但与发达国家土建行业相比相差甚远。
高强混凝土研究应用概况,高强混凝土材料组成,、和型水泥(注:
ASTM水泥分类标准)都已用于生产高强混凝土。
硅酸盐水泥中C3A和C3S含量同其潜在高强度之间无明确关系。
这两种化合物的反应比它们的含量更重要。
只要水灰比能降至0.30,北美所有的型硅酸盐水泥,在提供优质骨料的条件下,都能很容易地将混凝土的抗压强度从60MPa提高到80MPa。
在电子显微技术下,高强混凝土中水化水泥浆的显微结构显示:
大量的水泥颗粒没有完全被水化;
特别是大于35m的粗颗粒根本就未被水化。
未被水化的水泥颗粒直接影响了混凝土的和易性。
因此,用于生产高强混凝土的水泥细度越小越好。
一、水泥型号和细度,辅助胶结材料颗粒的活性比硅酸盐水泥颗粒的活性低得多,能帮助部分地解决坍落度的保持问题,这是水泥高效增塑剂结合的关键。
辅助胶结材料也有助于减少高强混凝土中水和高效增塑剂的用量,对提高混凝土的和易性有利。
粉煤灰。
在高强混凝土中使用优质的粉煤灰在技术上和经济上都有利。
技术上,用相同数量的粉煤灰代替水泥能够加强新拌高强混凝土的和易性和坍落度的保持。
高强混凝土中使用大掺量的粉煤灰,混凝土28d强度为60MPa,91d达72MPa。
硅粉。
掺少量硅粉是提高混凝土早期强度的又一措施。
但硅粉的价格较高,如果要求混凝土的抗压强度达到100150MPa,则不管成本如何,掺硅粉是十分必要的。
二、辅助胶结材料,三、高效增塑剂,使用常规的减水剂要使混凝土强度超过80MPa很困难,而高效增塑剂是生产高强混凝土必不可少的外加剂。
萘系和三聚氰胺系这两种型号的高效增塑剂都在广泛地使用,效果良好。
当单位体积的固体颗粒含量很少时,三聚氰胺系的高效增塑剂的配量误差影响不大。
萘系的高效增塑剂在体积相同的情况下,因固体含量高而更加有效。
萘系的高效增塑剂可在不加缓凝剂的情况下保证坍落度不再损失。
高效增塑剂的配量不仅同胶结材料颗粒的比表面积有关,而且同电荷的密度,相位的反应能力及混凝土拌和后1h内填空隙水中的硅酸盐离子的数量有关。
最佳的高效增塑剂配量可以通过测试黏度、和易性、最小坍落度或水灰比为0.300.40时浆液的马氏漏斗流动时间来确定。
四、骨料,细骨料。
如何选择最好的砂生产高强混凝土,现有的研究资料很少。
通常情况下细砂含量不需要很高。
可用从同一料场采到粗骨料破碎的砂代替一半的天然砂。
破碎砂的颗粒具有粗糙的表面,具有较强的握裹力。
建议砂的细度模数为2.73.0。
粗骨料。
早期高强混凝土最优最大的粗骨料粒径为1015mm。
截止目前,高强混凝土一般采用的最大骨料粒径为1014mm,某些情况下为20mm。
对于6080MPa的混凝土,水灰比选在0.300.40,最大骨料的粒径影响不大。
骨料的形状及特性。
河卵石是强度很高的硅质颗粒,比使用表面不规则的碎石拌和的混凝土和易性要好。
破碎的粗骨料由于破碎时产生的微小裂缝,强度要差一些。
而微小裂缝的数量及其对抗破碎强度的影响是由破碎岩石的类型、颗粒尺寸及破碎机的类型决定的。
粗骨料的抗破碎强度对混凝土的抗压强度有影响,而粗骨料同水泥浆之间的粘结力对于高强混凝土的抗压强度的影响更大。
使用高质量经过破碎的粗骨料很容易使混凝土抗压强度达到90100MPa,但强度在120MPa以上的混凝土,破碎的骨料是混凝土中最薄弱的成分。
用强度很高粒径为10mm的破碎骨料生产的强度达100MPa的高强混凝土,试件破裂表面的骨料多为穿晶破裂,而不是沿骨料表面剥离。
通过精心选粗骨料,混凝土强度可达到150MPa。
高强混凝土制备技术,一、高温高压蒸汽养护,这种方法主要是使水泥石的化学反应由水化反应转为水热反应,形成了安定的理想的水化生成物。
同时,使情性集料表面不活泼的硅离子与术泥中阴钙离子在高温高压作用下,产生激烈灼水热反应,泛水泥结构的矩阵与集料更紧密地洁合成一体,从而提高了水泥混凝土的强度。
在采用高温高压蒸养时,应注意以下几个方面:
要保证水泥和粗细集料组分中的二氧化硅含量如含量较低时必须加入最大掺量不超过40%的硅质粉料来网整个丐硅比,以保证在水热反应中生成安定的水化生成物。
选择经济合理的蒸汽压力和养护温度一般采用的蒸汽压力为5一18公斤/厘米2。
蒸汽温度为150-200度。
超过此界限时,由于水生主成物中相的变化,其强度反而降低。
若蒸养压力过低,则只发生水化反应而不发生水热反应,水化生成物也不同,强度也上不去。
在150-200度内,养护温度高,则混凝土的强度也高。
选择技术经济合理的养护制度水泥混凝土高强度的形成与养护初期的升温速度关系很大。
混凝土制品不同,升温、恒温、降温的速度也不同,时一间也不同。
通过实验选择合理的养护曲线,既关系到产品质量,也关系到节省能源、缩短生产周期和提高设备利用率。
国外不少厂家对高温高压蒸养技术,特别是养护曲线,一般都作为专利技术而加以保密。
适当控制水泥中的氧化铝含量氧化铝含量过高,蒸养时容易生成钙黄石,并随着温度的升高,容易生成水化石榴石,从而影响了水泥混凝土强度。
二、掺加高效减水剂,在实验室中,日本已用优质集料、减水剂和0.25的低水灰比,配制成了2000一2400公斤/厘米2的高强混凝土。
在现场施工中,也用高效减水剂配制成了800公斤/厘米2的现浇高强混凝土。
高强混凝土用的高效减水剂与普通混凝土用的减水剂要求不同,前者要具有高分散性、不凝聚、不带入气泡、减水效果大,与水泥不发生化学反应,不延缓凝结和硬化、不降低结合力,要耐热耐碱不含氯化物、安全无害等性能。
常用的减水剂大体分为:
1.木质素磺酸盐及其衍生物;
2.聚烷基芳基磺酸盐类(俗称萘系减水剂);
3.三聚氰胺甲醛树脂磺酸盐类(俗称密胺类减水剂);
4.聚氧有机酸类;
5.聚氧乙烯烷基乙醚类;
6.多元醇复合体为主成分;
7.多环芳香族缩合物为主成分;
三、加压脱水成型,这种方法主要是通过外部施加一定的压力,强制排除混凝土制备时所加的多余水分或水化反应过程中的残余水分。
同时,借助外部压力缩小水泥和集料各个颗粒间的自然集聚空隙,使水泥混凝土各个颗粒间结合得更紧密,成为结构更致密的成型体,从而提高了水泥混凝土的强度。
加压脱水成型,目前有三种方法:
高压脱水成型这种方法处于实验室试验研究阶段。
国外已有用3500公斤/厘米2的压力,在150的蒸养条件下,获得水泥净浆硬化体的抗压强度达到4200公斤/厘米2的实验结果。
也有在实验室,用7000公斤/厘米2的高压将水泥净浆压制成抗压强度为3200公斤/厘米2的硬化体,还有用3500公斤/厘米2的高压,在250的高温下,制得抗拉强度达了700公斤/厘米2的高抗拉水泥便化体。
低压脱水成型这种方法是在板状水泥混凝土尚未凝结时,利用加压装置向刚性模板施加8一10公斤/厘米2的压力4一8分钟,然后紧固加压板,带紧固件进行常压蒸汽养护。
国外用这种方法生产的水泥混凝土板,在保持10公斤/厘米2的压力下,用100度的常压蒸汽养护2.5小时,其5小时抗压强度达到了38公斤/厘米2。
与用普通方法成型的混凝土制品相比,抗压强度提高1.4倍,抗拉强度提高1.5倍,抗折强度提高1.4倍,结合强度提高3.5倍,收缩率减少50%。
用这种方法制作板桩、桥板、楼板、沟盖板等实心的板状混凝土制品,都有较好的技术效果。
低压脱水成型这种方法是在水泥混凝上成型时,利用抽真空产生的负压,将成型体中的多余水分抽吸出来,减少空隙率,增加密实性,提高水泥混凝土的强度国内在五十年代初期曾用真空脱水成型方法修补大型水坝,并在高层建筑现浇混凝土梁柱和楼板的施工中一度推广应用。
近两年,在石棉水泥制品和大型预制楼板的生产上,也开始试用在国外,石棉水泥波形板和平板的生产工艺线,有的也装真空脱水成型装置。
高强混凝土性能研究,高强混凝土性能研究,高强度混凝土主要性能,高强混凝土具有强度高,耐久度好等较多优点,满足建筑工程的主动要求,因此在建筑工程中得到广泛的推广和应用。
在高强混凝土的各种性能中,其强度和耐久性最为重要。
(1)强度等级一般来说,混凝土强度越高,结构内部越密实,能更好地抵抗诸如水、氯离子及二氧化碳等外界环境因素的不良影响,所以从理论上来说,强度较高的混凝土,其耐久性也较好。
混凝土抗拉强度要远低于其抗压强度,其表面的微小裂纹一旦扩展到结构内部,就会使得水及各种化学腐蚀质侵入,引起混凝土的劣化和钢筋的锈蚀等。
所以,混凝土的强度与混凝土的耐久性之间的关系较为密切。
(2)含气量增加气泡数量可有效改善高强混凝土的耐久性,据此,可通过改变混凝土内部含气量,来改善混凝土的耐久性,加气混凝土如左图所示。
相比较于普通的混凝土,这种含气泡较多的混凝土主要有两个优点。
一方面,在混凝土承受冻融时,这些气泡可以充填部分水分,缓解冻融力;
另一方面,气泡可以对外部环境中的有害物质起到隔离作用,并减少碱骨料的膨胀作用。
(3)抗渗性渗透性是对高强度混凝土耐久性影响最大的影响因素。
混凝土发生破坏往往
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